Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων"

Transcript

1 Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Οργάνωση Η/Υ Ενότητα 1η: Εισαγωγή στην Οργάνωση Η/Υ Άσκηση 1: Αναλύστε τη διαδοχική εκτέλεση των παρακάτω εντολών MIPS με βάση τις φάσεις του κύκλου εντολής που περιγράψαμε στο μάθημα: 1 lw $2, -102($7) : $2 = MEM[$7-102] 2 addi $3, $2, 201 : $3 = $ sllv $3, $3, $6 : $3 = $3 << $6 4 lw $4, 0($8) : $4 = MEM[$8] 5 add $4, $4, $3 : $4 = $4 + $3 6 sw $4, 4($8) : MEM[$8 + 4] = $4 7 beq $4, $10, Label : if $4 == $10 goto Label όπου η κύρια λειτουργία κάθε εντολής περιγράφεται με τη μορφή σχολίου δίπλα στην εντολή, και Label είναι κάποια ετικέτα στον κώδικα. Σχολιάστε το χρονισμό στην εκτέλεση των εντολών χωρίς καμία επικάλυψη μεταξύ τους, το α- ποτέλεσμα που έχει σε αυτόν η μερική επικάλυψη των φάσεων διαδοχικών εντολών, και τις πιθανές επιπτώσεις από εκτέλεση εκτός σειράς. Για τους σκοπούς της παρούσας ενότητας κάντε ελεύθερες υποθέσεις για την προσπέλαση της μνήμης. Απάντηση: Στο μάθημα αυτό μελετάμε αποκλειστικά επεξεργαστές αποθηκευμένου προγράμματος, στους οποίους οι εντολές μηχανής είναι αποθηκευμένες στη μνήμη, απ όπου διαβάζονται και εκτελούνται με μια σειρά λογικών φάσεων που αποτελούν τον κύκλο εντολής. Η σειρά φάσεων που μελετήσαμε στο μάθημα, και επαναλαμβάνουμε στη συνέχεια, είναι μια βασική σειρά, της οποίας παραλλαγές υλοποιούν οι περισσότεροι επεξεργαστές: Ξεκινώντας (α) με τη φάση ανάκλησης που προσκομίζει την εντολή από τη μνήμη, συνεχίζοντας (β) με τη φάση αποκωδικοποίησης που μεταφράζει τη λέξη εντολής σε μια σειρά από σήματα ελέγχου, (γ) με τη φάση ανάγνωσης τελούμενων που φέρνει τα τελούμενα εισόδου αν υπάρχουν από το φάκελο καταχωρητών ή από τη μνήμη, (δ) με τη φάση εκτέλεσης, που προχωρά στην εκτέλεση της κύριας λειτουργίας της εντολής, και τελειώνοντας (ε) με τη φάση αποθήκευσης που αποθηκεύει το αποτέλεσμα αν υπάρχει στο φάκελο καταχωρητών ή στη μνήμη 1. Ο κύκλος εντολής υποστηρίζεται από το Μετρητή Προγράμματος (PC), δηλαδή τον καταχωρητή που περιέχει τη διεύθυνση της επόμενης προς εκτέλεση εντολής, ο οποίος αυξάνεται αυτόματα σε κάθε εντολή, ώστε να δείχνει στην εντολή που ακολουθεί. 1 Στην πραγματικότητα κάθε επεξεργαστής έχει το δικό του κύκλο εντολής. Ο επεξεργαστής MIPS, ως τύπου φόρτωσης-αποθήκευσης, υποστηρίζει ανάγνωση τελούμενων και αποθήκευση αποτελέσματος μόνο στο φάκελο καταχωρητών. Οι προσπελάσεις μνήμης για τις εντολές φόρτωσης (ανάγνωση μνήμης) και αποθήκευσης (εγγραφή μνήμης) υλοποιούνται σε μία πρόσθετη φάση, τη φάση προσπέλασης μνήμης, η οποία ακολουθεί τη φάση εκτέλεσης. Για τις εντολές αυτές, η φάση εκτέλεσης περιορίζεται στον υπολογισμό της τελικής διεύθυνσης προσπέλασης. Η γενική περιγραφή που ακολουθούμε, παρόλο που αναφερόμαστε σε εντολές MIPS, δε διαχωρίζει κάποια φάση προσπέλασης μνήμης, και θεωρεί την προσπέλαση μνήμης ως μέρος της εκτέλεσης, ότι δηλαδή ο υπολογισμός της διεύθυνσης προσπέλασης και η προσπέλαση της μνήμης γίνονται στη σειρά σε μια ενιαία φάση εκτέλεσης.

2 2 Έτσι λοιπόν, με βάση τις παραπάνω φάσεις του κύκλου εντολής, και για τη δεδομένη ακολουθία εντολών, ο επεξεργαστής ξεκινά με την ανάκληση της πρώτης εντολής από τη μνήμη. Στη συνέχεια αποκωδικοποιεί την εντολή που μόλις διάβασε, αναγνωρίζοντας την εντολή φόρτωσης μιας λέξης δεδομένων από τη μνήμη. Κύρια λειτουργία της εντολής αυτής είναι η προσκόμιση μιας λέξης δεδομένων από τη μνήμη, από μια διεύθυνση που καθορίζεται με βάση τα τελούμενα εισόδου της εντολής. Έτσι, στη φάση ανάγνωσης τελούμενων, ο επεξεργαστής διαβάζει τον καταχωρητή $7 από το φάκελο καταχωρητών 2. Με την επόμενη φάση, τη φάση εκτέλεσης, ο επεξεργαστής προσθέτει το περιεχόμενο του καταχωρητή $7 με τη σταθερά -102, ώστε να υπολογίσει την τελική διεύθυνση προσπέλασης μνήμης, την οποία και να προωθήσει από τη μονάδα επεξεργασίας δεδομένων στη μονάδα διαχείρισης μνήμης για τη λειτουργία ανάγνωσης. Η μονάδα διαχείρισης μνήμης διαβάζει από τη μνήμη μια λέξη δεδομένων, την οποία και επιστρέφει στη μονάδα επεξεργασίας δεδομένων. Στην τελευταία φάση του κύκλου εντολής ο επεξεργαστής αποθηκεύει τη λέξη αυτή στον καταχωρητή $2 του φακέλου καταχωρητών. Η δεύτερη εντολή ξεκινά με την ανάκλησή της από τη μνήμη. Με την αποκωδικοποίησή της αναγνωρίζεται η εντολή πρόσθεσης με μια σταθερά. Στη συνέχεια διαβάζεται ο καταχωρητής $2 από το φάκελο καταχωρητών, που σημειωτέον έχει μόλις πάρει νέα τιμή με την ολοκλήρωση της προηγούμενης εντολής. Στην επόμενη φάση προστίθεται η σταθερά 201 στο περιεχόμενο του καταχωρητή $2, ενώ στη φάση αποθήκευσης αποτελέσματος το αποτέλεσμα της πρόσθεσης γράφεται στον καταχωρητή $3 του φακέλου καταχωρητών. Στη συνέχεια ανακαλείται η τρίτη εντολή από τη μνήμη, η οποία αποκωδικοποιείται με αναγνώριση εντολής αριστερής ολίσθησης με μεταβλητό αριθμό θέσεων ολίσθησης, που καθορίζεται από το δεύτερο από τα δύο τελούμενα εισόδου. Με τη φάση ανάγνωσης τελούμενων διαβάζονται οι καταχωρητές $3 και $6 από το φάκελο καταχωρητών, από τους οποίους μάλιστα ο πρώτος εγγράφηκε από την προηγούμενη εντολή. Στη συνέχεια εκτελείται η ολίσθηση, ενώ το αποτέλεσμα αποθηκεύεται πίσω στον καταχωρητή $3 του φακέλου καταχωρητών. Παρατηρήστε ότι στην εντολή αυτή ο καταχωρητής $3 αποτελεί τόσο τελούμενο εισόδου, όσο και τελούμενο εξόδου. Με σωστή διαδοχή των φάσεων του κύκλου εντολής, πρώτα διαβάζεται η παλαιά τιμή του καταχωρητή και ύστερα γράφεται η νέα του τιμή. Η τέταρτη εντολή ξεκινά με τη φάση ανάκλησής της από τη μνήμη. Η αποκωδικοποίησή της αναγνωρίζει για άλλη μια φορά εντολή φόρτωσης από τη μνήμη. Στη συνέχεια διαβάζεται ο καταχωρητής $8 από το φάκελο καταχωρητών, το περιεχόμενο του οποίου προστίθεται με το 0 για να δώσει την τελική διεύθυνση προσπέλασης της μνήμης. Η διεύθυνση στέλνεται στη μονάδα διαχείρισης μνήμης για ανάγνωση, και η τελευταία προσκομίζει το ζητούμενο δεδομένο από τη μνήμη. Στη φάση αποθήκευσης αποτελέσματος το δεδομένο που διαβάστηκε αποθηκεύεται στον καταχωρητή $4 του φακέλου καταχωρητών. Η πέμπτη εντολή ανακαλείται από τη μνήμη και αποκωδικοποιείται. Αναγνωρίζεται έτσι η εντολή πρόσθεσης δύο καταχωρητών. Με τη φάση ανάγνωσης τελούμενων διαβάζονται οι δύο καταχωρητές $3 και $4, οι οποίοι απ ό,τι είδαμε, εγγράφηκαν από τις δύο προηγούμενες εντολές. Τα περιεχόμενά τους προστίθενται στη φάση εκτέλεσης και το αποτέλεσμα της πρόσθεσης αποθηκεύεται στον καταχωρητή $4 του φακέλου καταχωρητών στην τελευταία φάση του κύκλου εντολής. Μετά την ανάκληση της έκτης εντολής ακολουθεί η αποκωδικοποίησή της για να αναγνωριστεί η εντολή αποθήκευσης στη μνήμη. Στη συνέχεια διαβάζονται τα τελούμενα από τους καταχωρητές $4 και $8 του φακέλου καταχωρητών, από τους οποίους ο $4 έχει μόλις εγγραφεί. Η φάση εκτέλεσης προσθέτει το περιεχόμενο του $8 με τη σταθερά 4 και στέλνει το αποτέλεσμα στη μονάδα διαχείρισης μνήμης σα διεύθυνση αποθήκευσης. Η τελευταία αποθηκεύει στη μνήμη το περιεχόμενο του καταχωρητή $4. Με την τελευταία εντολή, αφού προηγηθεί η ανάκλησή της, αναγνωρίζεται άλμα υπό συνθήκη (ή αλλιώς διακλάδωση). Τα δύο τελούμενα εισόδου λαμβάνονται από τους καταχωρητές $4 και $10 του φακέλου καταχωρητών, και στη συνέχεια, στη φάση εκτέλεσης, συγκρίνονται 2 Ας σημειώσουμε εδώ ότι η σταθερά -102, αν και είναι τελούμενο εισόδου, δε διαβάζεται ούτε από το φάκελο καταχωρητών ούτε από τη μνήμη, αλλά παρέχεται απ ευθείας από τη λέξη εντολής, γι αυτό και είναι ήδη διαθέσιμη από προηγούμενη φάση του κύκλου εντολής.

3 3 μεταξύ τους για ισότητα. Αν η συνθήκη ισότητας είναι αληθής, η εντολή οδηγεί σε εκτέλεση άλματος σε διεύθυνση που ορίζεται από την ετικέτα Label. Με σχετική διευθυνσιοδότηση του προορισμού άλματος απαιτείται υπολογισμός της διεύθυνσης προορισμού, κάτι που μπορεί να γίνει είτε στην ίδια μονάδα στην οποία γίνεται η σύγκριση, αλλά πριν ή μετά από αυτήν, είτε σε άλλη επιπρόσθετη μονάδα. Το άλμα ολοκληρώνεται στο τέλος της φάσης εκτέλεσης με εγγραφή της διεύθυνσης προορισμού στον PC, ακυρώνοντας έτσι την αυτόματη αύξηση του τελευταίου. Αν η συνθήκη ισότητας είναι ψευδής, δε θα εκτελεστεί άλμα και θα ακολουθήσει κανονικά η επόμενη εντολή. Όταν έχουμε έναν επεξεργαστή στον οποίο οι εντολές εκτελούνται σειριακά, ο χρόνος ολοκλήρωσης της δεδομένης ακολουθίας εντολών είναι απλά το άθροισμα των χρόνων ολοκλήρωσης των επιμέρους εντολών. Σε μια απλοϊκή υλοποίηση επεξεργαστή αποθηκευμένου προγράμματος, κάθε εντολή ολοκληρώνεται σε μια στοιχειώδη χρονική μονάδα (ή αλλιώς έναν κύκλο μηχανής, δηλαδή έναν κύκλο του ρολογιού του επεξεργαστή), οπότε ένας κώδικας 7 εντολών θα απαιτεί 7 κύκλους μηχανής. Σε μια πιο ρεαλιστική υλοποίηση, ο διαχωρισμός του κύκλου εντολής σε λογικές φάσεις συνοδεύεται και από αντίστοιχο διαχωρισμό του χρόνου ολοκλήρωσης μιας εντολής σε χρονικές φάσεις, πολλαπλάσια του κύκλου μηχανής του επεξεργαστή. Στην περίπτωσή μας, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η αποκωδικοποίηση κάθε εντολής, η προσπέλαση του φακέλου καταχωρητών και η εκτέλεση πράξεων απαιτούν έναν κύκλο μηχανής. Ειδικά για το φάκελο καταχωρητών, υποθέτουμε ότι κάθε προσπέλαση για ανάγνωση τελούμενων μπορεί να διαβάσει μέχρι και δύο καταχωρητές ταυτόχρονα. Τέλος, μπορούμε να υποθέσουμε για απλούστευση ότι η προσπέλαση μνήμης ολοκληρώνεται επίσης σε έναν κύκλο μηχανής. Σύμφωνα με τις παραπάνω υποθέσεις, οι λογικές φάσεις ανάκλησης, αποκωδικοποίησης, α- νάγνωσης τελούμενων και αποθήκευσης αποτελέσματος απαιτούν από έναν κύκλο μηχανής η καθεμία. Η φάση εκτέλεσης από την άλλη μεριά απαιτεί δύο κύκλους μηχανής για εντολές προσπέλασης μνήμης, έναν για τον υπολογισμό της τελικής διεύθυνσης κι έναν για την προσπέλαση της μνήμης, και έναν κύκλο μηχανής για τις υπόλοιπες εντολές. Στο σύνολό της, κάθε εντολή απαιτεί τόσους κύκλους, όσοι είναι οι κύκλοι μηχανής των φάσεων που αυτή περιλαμβάνει. Έτσι, μια εντολή φόρτωσης απαιτεί 6 κύκλους μηχανής. Μια εντολή αποθήκευσης απαιτεί 5 κύκλους μηχανής, αφού έχει μεν φάση προσπέλασης μνήμης, αλλά δεν έχει φάση αποθήκευσης αποτελέσματος. Μια εντολή αριθμητικής/λογικής πράξης ή ολίσθησης απαιτεί 5 κύκλους μηχανής. Μια εντολή διακλάδωσης, τέλος, η οποία δεν έχει αποτέλεσμα, ούτε φυσικά προσπέλαση μνήμης, απαιτεί 4 κύκλους μηχανής, υποθέτοντας ότι ο υπολογισμός της διεύθυνσης προορισμού άλματος δεν γίνεται μετά τη σύγκριση. Συνολικά λοιπόν, σε έναν τέτοιο σειριακό επεξεργαστή η πιο πάνω ακολουθία εντολών απαιτεί: = 36 κύκλους μηχανής 3. Αν διαθέτουμε έναν επεξεργαστή με μερική επικάλυψη των φάσεων του κύκλου εντολής, μπορεί να γίνει επικάλυψη κάθε εντολής με τις επόμενες, αρκεί να μην παραβιάζονται οι ό- ποιες εξαρτήσεις μεταξύ των εντολών. Προϋπόθεση για επικαλυπτόμενη υλοποίηση του κύκλου εντολής είναι ο διαχωρισμός αυτού σε ισόχρονες φάσεις, με τέτοιον τρόπο, ώστε κάθε φάση να μπορεί να απασχολείται από διαφορετική εντολή από μια ακολουθία διαδοχικών εντολών, ανά κύκλο μηχανής. Κάθε εντολή πρέπει να περνάει από όλες τις φάσεις, παρόλο που σε κάποιες από αυτές μπορεί να μην κάνει τίποτα. Ιδανικά, ο χρόνος ολοκλήρωσης ν ε- ντολών θα είναι ίσος με το χρόνο ολοκλήρωσης μιας εντολής, συν ν-1 κύκλους μηχανής που απαιτούνται για την ολοκλήρωση των υπόλοιπων ν-1 εντολών. Αυτό συμβαίνει, επειδή με τη μερική επικάλυψη κάθε εντολή ολοκληρώνεται έναν κύκλο μηχανής μετά την προηγούμενη. Στην περίπτωσή μας θα είχαμε 6 επικαλυπτόμενες φάσεις, επειδή όπως αναφέραμε πιο πάνω, οι εντολές προσπέλασης μνήμης απαιτούν δύο κύκλους μηχανής στην εκτέλεσή τους, κι επο- 3 Αν και πιο ρεαλιστική, η υλοποίηση αυτή δεν είναι και η πραγματική για επεξεργαστή MIPS. Σε ε- πόμενη ενότητα θα δούμε μια υλοποίηση κύκλου εντολής MIPS πολύ πιο κοντά στην πραγματική.

4 εντολή cc1 cc2 cc3 cc4 cc5 cc6 cc7 cc8 cc9 cc10 cc11 cc12 cc13 cc14 cc15 cc16 cc17 cc18 cc19 cc20 cc21 cc22 cc23 cc24 4 μένως για να εφαρμόσουμε την τεχνική μερικής επικάλυψης, θα πρέπει να χωρίσουμε τη φάση εκτέλεσης σε δύο φάσεις του ενός κύκλου, αλλά και επειδή η εντολή φόρτωσης απαιτεί το μεγαλύτερο χρόνο από όλες τις εντολές, καθώς χρησιμοποιεί όλες τις φάσεις του κύκλου ε- ντολής. Έτσι, για 7 εντολές θα απαιτούνται ιδανικά: = 12 κύκλοι μηχανής. Πολλές φορές όμως δεν έχουμε ιδανική επικάλυψη μεταξύ διαδοχικών εντολών, επειδή μία ή περισσότερες από αυτές χρησιμοποιεί το αποτέλεσμα κάποιας προηγούμενης που δεν το έχει ακόμα αποθηκεύσει στο φάκελο καταχωρητών. Αυτό το φαινόμενο το λέμε εξάρτηση από δεδομένα και είναι ένας από τους δύο σημαντικότερους παράγοντες που δεν επιτρέπουν ιδανική χρονική συμπεριφορά μερικά επικαλυπτόμενων εντολών. Έτσι στην περίπτωσή μας είδαμε ότι η δεύτερη εντολή χρησιμοποιεί το αποτέλεσμα της πρώτης από τον καταχωρητή $2, η τρίτη της δεύτερης από τον καταχωρητή $3, η πέμπτη της τρίτης και της τέταρτης από τους καταχωρητές $3 και $4 αντίστοιχα, ενώ η έκτη και η έβδομη χρησιμοποιούν το αποτέλεσμα της πέμπτης από τον καταχωρητή $4. Αν υποθέσουμε ότι καμία εξαρτημένη εντολή δε μπορεί να προχωρήσει στη φάση ανάγνωσης τελούμενων πριν αυτά αποθηκευτούν από τις προηγούμενες εντολές από τις οποίες αυτή ε- ξαρτάται, ο χρόνος ολοκλήρωσης των 7 εντολών θα είναι: = 24 κύκλοι μηχανής, όπου ο χρόνος κάθε εντολής μετά την πρώτη προκύπτει από τον ένα επιπλέον κύκλο που επιβάλλει η επικάλυψη συν τους όποιους κύκλους αναμονής για κάποιο προηγούμενο αποτέλεσμα. Θα μπορούσαμε να δούμε πώς προκύπτει ο παραπάνω χρόνος των 24 κύκλων, σχηματίζοντας το διάγραμμα χρονισμού της εκτέλεσης, δηλαδή το διάγραμμα που δείχνει τις εντολές που απασχολούν την κάθε φάση του κύκλου εντολής στο χρονικό διάστημα από την αρχή της πρώτης μέχρι το τέλος της τελευταίας από τις 7 εντολές: 1 IF ID RF EX MEM WB 2 IF ID X X X RF EX MEM WB 3 IF X X X ID X X X RF EX MEM WB 4 IF X X X ID RF EX MEM WB 5 IF ID X X X RF EX MEM WB 6 IF X X X ID X X X RF EX MEM WB 7 IF X X X ID RF EX MEM WB όπου IF = instruction fetch (ανάκληση εντολής), ID = instruction decode (αποκωδικοποίηση εντολής), RF = register fetch (ανάγνωση φακέλου καταχωρητών), EX = execute (εκτέλεση), MEM = memory access (προσπέλαση μνήμης δεδομένων) και WB = write back (αποθήκευση αποτελέσματος) είναι τα ονόματα των έξι επικαλυπτόμενων φάσεων του κύκλου εντολής. Με Χ δείχνουμε την απραξία (ή ανάσχεση ή πάγωμα) που προκύπτει από κάποια εξάρτηση. Παρατηρήστε ότι στη μερική επικάλυψη το πάγωμα μιας φάσης μεταφέρεται σε όλες τις προηγούμενες φάσεις, οι οποίες απασχολούνται από επόμενες εντολές. Αν τέλος διαθέτουμε τη δυνατότητα εκτέλεσης εκτός σειράς, κάποιες εντολές που δεν εξαρτώνται από προηγούμενες μπορούν να προωθηθούν στη φάση εκτέλεσης και να εκτελεστούν, ενόσω κάποιες προηγούμενες περιμένουν τα αποτελέσματα άλλων εντολών. Στην περίπτωσή μας, η μόνη εντολή που μπορεί να εκτελεστεί εκτός σειράς είναι η τέταρτη. Αν λοιπόν η εντολή αυτή εκτελεστεί νωρίτερα από τις προηγούμενες, για παράδειγμα από

5 5 την τρίτη που περιμένει τη δεύτερη, τότε κερδίζουμε έναν κύκλο μηχανής από τους 24 που υπολογίσαμε πιο πάνω. Το κέρδος θα ήταν μεγαλύτερο, εάν η πέμπτη εντολή εξαρτιόταν μόνο από την τέταρτη, και όχι από την τρίτη, ώστε να μπορεί να εκτελεστεί αμέσως μετά την τέταρτη, πιθανά πριν την ολοκλήρωση της τρίτης. Σε μια τέτοια περίπτωση θα κερδίζαμε έως και όλους τους κύκλους που τώρα η πέμπτη εντολή χρειάζεται να περιμένει την τρίτη. Άσκηση 2: Α. Όταν ο χρόνος προσπέλασης μιας λέξης κύριας μνήμης σε ένα υπολογιστικό σύστημα 1GHz είναι 50ns, να βρεθεί το ελάχιστο ποσοστό χαμένου χρόνου λειτουργίας για ένα πρόγραμμα ε- φαρμογής, όταν η μέση συχνότητα εντολών προσπέλασης στη μνήμη είναι μία κάθε πέντε εντολές και ο ιδανικός ρυθμός ολοκλήρωσης διαδοχικών εντολών είναι μία ανά κύκλο μηχανής με τεχνική μερικής επικάλυψης. Υποθέτουμε ότι δεν έχουμε κρυφή μνήμη και καμία μορφή παραλληλίας στην προσπέλαση της κύριας μνήμης ή στην εκτέλεση των εντολών. Β. Το ίδιο, εάν εισάγουμε κρυφή μνήμη με χρόνο προσπέλασης 2ns, με την υπόθεση ότι όλες οι προσπελάσεις γίνονται στην κρυφή μνήμη. Γ. Το ίδιο, εάν μόνο το 90% των προσπελάσεων γίνεται στην κρυφή μνήμη (ρυθμός ευστοχίας 90%). Δ. Η παραπάνω συχνότητα προσπέλασης στη μνήμη είναι ρεαλιστική για επεξεργαστές με καταχωρητές γενικού σκοπού. Σχολιάστε την περίπτωση επεξεργαστή που έχει μόνο έναν καταχωρητή (πχ συσσωρευτή), κι επομένως η συχνότητα προσπέλασης στη μνήμη θα είναι υψηλότερη. Απάντηση: Σε έναν επεξεργαστή που λειτουργεί με την τεχνική της μερικής επικάλυψης, διαδοχικές ε- ντολές μπορούν να ολοκληρώνονται ανά έναν κύκλο μηχανής. Η ιδανική αυτή συμπεριφορά διαταράσσεται όμως με διάφορους τρόπους. Εκτός από περιπτώσεις εξαρτήσεων στην εκτέλεση διαδοχικών εντολών, έχουμε και παράγοντες εκτός του επεξεργαστή που οδηγούν σε απώλεια κύκλων μηχανής στην εκτέλεση ενός προγράμματος. Για παράδειγμα, μια λειτουργία Ε/Ε απαιτεί πολλές φορές χιλιάδες κύκλους μηχανής, ενώ μια προσπέλαση κύριας μνήμης απαιτεί μερικές δεκάδες κύκλους για να ολοκληρωθεί. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, και εφ' όσον δεν υπάρχει μηχανισμός παραλληλίας που να επιτρέπει άλλες λειτουργίες να εκτελούνται κατά τη διάρκεια ολοκλήρωσης της συγκεκριμένης λειτουργίας Ε/Ε ή προσπέλασης μνήμης, η εντολή του προγράμματος που την εκτελεί είναι αναγκασμένη να διακοπεί μέχρι την ολοκλήρωσή της. Ο χρόνος που μεσολαβεί κατά την αναμονή του προγράμματος μπορεί να θεωρηθεί χαμένος χρόνος για το συγκεκριμένο πρόγραμμα. Με ρολόι 1GHz ο χρόνος του κύκλου μηχανής είναι 1ns. Έτσι: Α. Στην περίπτωση που η προσπέλαση της κύριας μνήμης ολοκληρώνεται σε χρόνο 50ns χωρίς καμία δυνατότητα παραλληλίας, η επιβάρυνση του χρόνου εκτέλεσης του προγράμματος για την προσπέλαση αυτή είναι 50-1ns = 49ns για κάθε 5 εντολές, εφ όσον σε κάθε 5 εντολές έχουμε μία προσπέλαση της κύριας μνήμης, και υποθέτοντας ότι ο ένας κύκλος που αναλογεί με την τεχνική της μερικής επικάλυψης στην εντολή προσπέλασης μνήμης συμπεριλαμβάνεται στο χρόνο προσπέλασης. Έτσι, απαιτούνται συνολικά 54ns για ολοκλήρωση 5 διαδοχικών εντολών, όταν ιδανικά θα θέλαμε χρόνο ίσο με 5ns 4. Επομένως, και δεδομένου ότι πιθανά θα έχουμε και άλλες απώλειες χρόνου, όπως για παράδειγμα για λειτουργίες Ε/Ε, ο ελάχιστος χαμένος χρόνος είναι 49 ανά 54ns, σε ποσοστό δηλαδή: 49/54 = 90.74% του συνολικού χρόνου εκτέλεσης του προγράμματος. 4 Εδώ αναφερόμαστε στο μέσο χρόνο ολοκλήρωσης διαδοχικών εντολών, υποθέτοντας ότι έχουμε μεγάλο συνολικό αριθμό εντολών. Έτσι, ο χρόνος εκτέλεσης μιας εντολής (6 κύκλοι) είναι αμελητέος σε σχέση με το συνολικό χρόνο εκτέλεσης του προγράμματος (πιθανά εκατομμύρια κύκλοι).

6 6 Β. Όταν έχουμε κρυφή μνήμη με χρόνο προσπέλασης 2ns και όλες τις προσπελάσεις να γίνονται σε αυτήν, η απώλεια χρόνου μειώνεται στο 1ns για κάθε 5 εντολές. Τώρα ο χρόνος ολοκλήρωσης 5 διαδοχικών εντολών θα είναι 6ns, και επομένως το ελάχιστο ποσοστό απώλειας χρόνου για το συγκεκριμένο πρόγραμμα εφαρμογής θα γίνεται: 1/6 = 16.67% του χρόνου εκτέλεσης. Είναι προφανές ότι η απώλεια χρόνου μειώνεται με τη μείωση του χρόνου προσπέλασης μνήμης, αλλά δε μπορεί να εξαλειφτεί όσο ο χρόνος προσπέλασης είναι μεγαλύτερος από το χρόνο κύκλου μηχανής του επεξεργαστή. Γ. Στην περίπτωση αυτή, όταν δηλαδή το 90% των προσπελάσεων γίνεται στην κρυφή μνήμη και το υπόλοιπο 10% γίνεται στην κύρια μνήμη, ο χρόνος προσπέλασης μνήμης γίνεται 2ns για το 90% και 52ns για το 10% των περιπτώσεων προσπέλασης. Παρατηρήστε ότι εφ όσον έχουμε ιεραρχία με κρυφή και κύρια μνήμη, ο χρόνος προσπέλασης της κύριας μνήμης αυξάνεται κατά το χρόνο προσπέλασης της κρυφής μνήμης, επειδή κάθε προσπέλαση στην κύρια μνήμη γίνεται με μεταφορά δεδομένων από την κύρια στην κρυφή μνήμη και στη συνέχεια με προσπέλαση στην τελευταία. Ο μέσος χρόνος προσπέλασης μνήμης θα είναι: 90% * 2ns + 10% * 52ns = 7ns κι επομένως ο χρόνος ολοκλήρωσης 5 διαδοχικών εντολών θα είναι τουλάχιστον 11ns, με ποσοστό απώλειας χρόνου: 6/11 = 54.55% του χρόνου εκτέλεσης του προγράμματος. Δ. Σε παλαιότερους επεξεργαστές που δε διέθεταν φάκελο καταχωρητών γενικού σκοπού, ο οποίος να μπορεί να αποθηκεύει ενδιάμεσα αποτελέσματα πράξεων της ΑΛΜ, κάθε εντολή ήταν αναγκασμένη να παίρνει ένα ή περισσότερα τελούμενα από τη μνήμη και πιθανά να α- ποθηκεύει το αποτέλεσμά της επίσης στη μνήμη. Βέβαια, οι επεξεργαστές αυτοί είχαν ρολόγια με συχνότητα πολύ μικρότερη από 1GHz, με χρόνους προσπέλασης μνήμης συγκρίσιμους με το χρόνο κύκλου μηχανής, έτσι ώστε το ποσοστό απώλειας χρόνου να μην είναι ιδιαίτερα υψηλό. Με ταχύτητα ρολογιού 1GHz όμως, το ποσοστό αυτό γίνεται εντυπωσιακά υψηλό, εάν η συχνότητα προσπελάσεων είναι για παράδειγμα μία προσπέλαση ανά εντολή. Με μία προσπέλαση ανά εντολή, θα έχουμε ελάχιστα ποσοστά απώλειας χρόνου (Α) 49/50 = 98% για προσπέλαση στην κύρια μνήμη των 50ns, (Β) 1/2 = 50% για προσπέλαση στην κρυφή μνήμη των 2ns, και (Γ) 6/7 = 85.71% για ρυθμό επιτυχίας κρυφής μνήμης ίσο με 90%.

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση Αρης Ευθυμίου Απόδοση απλής υλοποίησης Υλοποίηση ενός κύκλου είναι πολύ αργή κάθε κύκλος είναι τόσο μεγάλος όσο χρειάζεται

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή Εισαγωγή Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ Σκοπός του εργαστηρίου είναι να γνωρίσουµε την εσωτερική δοµή και αρχιτεκτονική της κεντρικής µονάδας επεξεργασίας, να κατανοήσουµε τον τρόπο µε τον οποίο λειτουργεί

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εργασία Εξαµήνου: Προσοµοίωση ARM σε επίπεδο VHDL/Verilog 1. Μελέτη συνόλου εντολών και αρχιτεκτονικής ARM

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Οργάνωση Η/Υ Ενότητα 4η: Μονάδα Ελέγχου Απλού Κύκλου Μηχανής Άσκηση 1: Θεωρήστε τη μονάδα επεξεργασίας δεδομένων της απλοποιημένης

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Άσκηση 1: Ασκήσεις Εξαμήνου Μέρος Α Οκτώβριος 2016 Θεωρήστε κάποιον επεξεργαστή γενικού σκοπού που

Διαβάστε περισσότερα

Διοχέτευση (Pipeline)

Διοχέτευση (Pipeline) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη Διοχέτευση (ipeline) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Θέματα Απόδοσης Αν και απλή, η υλοποίηση ενός κύκλου ρολογιού είναι

Διαβάστε περισσότερα

1. Οργάνωση της CPU 2. Εκτέλεση εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο επίπεδο των επεξεργαστών

1. Οργάνωση της CPU 2. Εκτέλεση εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο επίπεδο των επεξεργαστών ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ι Γ. Τσιατούχας 2 ο Κεφάλαιο ιάρθρωση 1. Οργάνωση της 2. εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Άσκηση 1: Λυµένες Ασκήσεις Έστω ένας επεξεργαστής, στον οποίο ένα πρόγραµµα ολοκληρώνει την εκτέλεσή

Διαβάστε περισσότερα

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες!

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες! Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Η υπολογιστική

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Τι εννοούμε με τον όρο υπολογιστικό σύστημα και τι με τον όρο μικροϋπολογιστικό σύστημα; Υπολογιστικό

Διαβάστε περισσότερα

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control)

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) 4 κατηγορίες εντολών: Σχεδίαση datapath Αριθμητικές-λογικές εντολές (add, sub, slt κλπ) R Type Εντολές αναφοράς στη μνήμη (lw,

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων Οργάνωση Η/Υ Ενότητα 8η: Μερική Επικάλυψη Εντολών Άσκηση 1: Έστω µια αρχιτεκτονική µερικά επικαλυπτόµενων εντολών, όµοια µε αυτή που

Διαβάστε περισσότερα

2 η Ενδιάμεση Εξέταση Λύσεις/Απαντήσεις

2 η Ενδιάμεση Εξέταση Λύσεις/Απαντήσεις ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) HMMY 212 Οργάνωση Η/Υ και Μικροεπεξεργαστές Εαρινό Εξάμηνο, 2007 2 η Ενδιάμεση Εξέταση Λύσεις/Απαντήσεις Άσκηση 1: Διασωλήνωση

Διαβάστε περισσότερα

και η µονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδοµένων (datapath) Εντολές διακλάδωσης (branch beq, bne) I Type Σχεδίαση datapath

και η µονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδοµένων (datapath) Εντολές διακλάδωσης (branch beq, bne) I Type Σχεδίαση datapath O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδοµένων (path) και η µονάδα ελέγχου (control) Σχεδίαση path 4 κατηγορίες εντολών: Αριθµητικές-λογικές εντολές (add, sub, slt κλπ) R Type Εντολές αναφοράς στη µνήµη (lw, sw) I

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών

Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση Υπολογιστών Επιμέλεια: Γεώργιος Θεοδωρίδης, Επίκουρος Καθηγητής Ανδρέας Εμερετλής, Υποψήφιος Διδάκτορας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών 1 Άδειες Χρήσης Το παρόν υλικό

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 11 Προώθηση (Forwarding)

Διάλεξη 11 Προώθηση (Forwarding) ΗΥ 3 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη Προώθηση (Forwarding) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων (HY3) Η μέχρι τώρα μικρο-αρχιτεκτονική του MIPS ID/EX PCSrc Control WB

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 7ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: Πρόβλεψη διακλάδωσης, Εξαιρέσεις

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 7ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: Πρόβλεψη διακλάδωσης, Εξαιρέσεις ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 7ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: Πρόβλεψη διακλάδωσης, Εξαιρέσεις Αρης Ευθυμίου Κόστος διακλαδώσεων Οι διακλαδώσεις έχουν σχετικά μεγάλο κόστος χρόνου Τουλάχιστον ένας κύκλος

Διαβάστε περισσότερα

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Central Processing Unit -CPU) ή απλούστερα επεξεργαστής αποτελεί το μέρος του υλικού που εκτελεί τις εντολές ενός προγράμματος υπολογιστή

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών ΠΜΣ Εφαρμοσμένη Πληροφορική Οργάνωση και Σχεδίαση Η/Υ Άσκηση 1: Δεύτερη Σειρά Ασκήσεων 18 Μαΐου 2016 ενδεικτική υποβολή: 3

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Οργάνωση επεξεργαστή Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στους Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 1 ο

Εισαγωγή στους Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 1 ο Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 1 ο Δομή ενός Προσωπικού Υπολογιστή Eπεξεργαστής ΚΜΕ Κρυφή Μνήμη ΜΔΜ Μονάδα Διασύνδεσης Αρτηρίας Κύρια Μνήμη Βοηθητική Μνήμη Οθόνη Πληκτρολόγιο Προσαρμογέας Δικτύου Ελεγκτής Ελεγκτής

Διαβάστε περισσότερα

Υπάρχουν δύο τύποι μνήμης, η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory RAM) και η μνήμη ανάγνωσης-μόνο (Read-Only Memory ROM).

Υπάρχουν δύο τύποι μνήμης, η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory RAM) και η μνήμη ανάγνωσης-μόνο (Read-Only Memory ROM). Μνήμες Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα των ψηφιακών συστημάτων σε σχέση με τα αναλογικά, είναι η ευκολία αποθήκευσης μεγάλων ποσοτήτων πληροφοριών, είτε προσωρινά είτε μόνιμα Οι πληροφορίες αποθηκεύονται

Διαβάστε περισσότερα

Πληροφορική Ι. Μάθημα 6 ο Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας

Πληροφορική Ι. Μάθημα 6 ο Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι Μάθημα 6 ο Εκτέλεση πράξεων, Αρχιτεκτονική Η/Υ Δρ. Γκόγκος Χρήστος Εκτέλεση προγραμμάτων Πρόγραμμα: Ένα σύνολο από εντολές.

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Πληροφορικής Ενότητα 8η: Συσκευές Ε/Ε - Αρτηρίες Άσκηση 1: Υπολογίστε το µέσο χρόνο ανάγνωσης ενός τµήµατος των 512 bytes σε µια µονάδα σκληρού δίσκου µε ταχύτητα περιστροφής

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 201 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Απόδοση ΚΜΕ. (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης)

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Απόδοση ΚΜΕ. (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Απόδοση ΚΜΕ (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ

Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ Εισαγωγή Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ Σκοπός του εργαστηρίου είναι να κατανοήσουµε τους τρόπους προσπέλασης της µνήµης (µέθοδοι διευθυνσιοδότησης) σε ένα υπολογιστικό σύστηµα. Η Μνήµη 1 Ψηφιακή Λογική 4

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ (Τμήματα Υπολογιστή) ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΗΣ:ΠΟΖΟΥΚΙΔΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΤΜΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Κάθε ηλεκτρονικός υπολογιστής αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

Παραλληλισµός Εντολών (Pipelining)

Παραλληλισµός Εντολών (Pipelining) ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Παραλληλισµός Εντολών (Pipelining) Τµήµα Επιστήµη και Τεχνολογίας Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήµιο Πελοποννήσου Βιβλιογραφία Ενότητας Kuo [2005]: Chapter 3: Section 3.4,

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls)

Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 12 Καθυστερήσεις (Stalls) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ 1 Καθυστερήσεις και Εκκενώσεις Εντολών Οι κίνδυνοι δεδομένων (data

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία από την αρχιτεκτονική των μικροϋπολογιστών

Στοιχεία από την αρχιτεκτονική των μικροϋπολογιστών Στοιχεία από την αρχιτεκτονική των μικροϋπολογιστών Η επεξεργασία των δεδομένων ακολουθεί μια στερεότυπη διαδρομή: τα δεδομένα εισάγονται στο υπολογιστικό σύστημα, υφίστανται μια ορισμένη επεξεργασία και

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Οργάνωση επεξεργαστή Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 Μάθημα : Μικροϋπολογιστές Τεχνολογία Τ.Σ. Ι, Θεωρητικής κατεύθυνσης Ημερομηνία

Διαβάστε περισσότερα

i Throughput: Ο ρυθμός ολοκλήρωσης έργου σε συγκεκριμένο χρόνο

i Throughput: Ο ρυθμός ολοκλήρωσης έργου σε συγκεκριμένο χρόνο Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 6-7 Απόδοση ΚΜΕ (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Ταχύτητα εκτέλεσης Χρόνος εκτέλεσης = (αριθμός εντολών που εκτελούνται) Τί έχει σημασία: Χ (χρόνος εκτέλεσης εντολής) Αριθμός

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Ασκήσεις 5: Εντολές Συγκρίσεων και Μεταφοράς Ελέγχου. Μανόλης Γ.Η.

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Ασκήσεις 5: Εντολές Συγκρίσεων και Μεταφοράς Ελέγχου. Μανόλης Γ.Η. ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Οργάνωση Υπολογιστών Ασκήσεις 5: Εντολές Συγκρίσεων και Μεταφοράς Ελέγχου Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φροντιστήριο: MIPS assembly

ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φροντιστήριο: MIPS assembly ΜΥΥ- 402 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Φροντιστήριο: MIPS assembly Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα! Σύνταξη εντολών! Θέματα σχετικά με τη προσπέλαση, οργάνωση μνήμης διευθύνση για κάθε byte διευθύνσεις λέξεων

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Τμήμα Λογιστικής Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές Μάθημα 8 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας και Μνήμη 1 Αρχιτεκτονική του Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Μονάδες Εισόδου Κεντρική

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Ολοκληρωμένα Κυκλώματα - Φθινόπωρο 2014 Γ. Δημητρακόπουλος. Εργαστηριακή άσκηση 2

Ολοκληρωμένα Κυκλώματα - Φθινόπωρο 2014 Γ. Δημητρακόπουλος. Εργαστηριακή άσκηση 2 Ολοκληρωμένα Κυκλώματα - Φθινόπωρο 2014 Γ. Δημητρακόπουλος Εργαστηριακή άσκηση 2 Σκοπός αυτής της εργαστηριακής άσκησης είναι να σας θυμίσει (ή να σας δείξει ανάλογα με το βαθμό εξοικίωσης σας) τον τρόπο

Διαβάστε περισσότερα

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control)

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) 4 κατηγορίες εντολών: Σχεδίαση datapath Αριθμητικές-λογικές εντολές (add, sub, slt κλπ) R Type Εντολές αναφοράς στη μνήμη (lw,

Διαβάστε περισσότερα

Pipeline: Ένα παράδειγμα από.τη καθημερινή ζωή. 30 min κάθε «φάση»

Pipeline: Ένα παράδειγμα από.τη καθημερινή ζωή. 30 min κάθε «φάση» Pipeline: Ένα παράδειγμα από.τη καθημερινή ζωή 1. Πλυντήριο 2. Στεγνωτήριο 3. Δίπλωμα 4. αποθήκευση Σειριακή προσέγγιση για 4 φορτία = 8h 30 min κάθε «φάση» Pipelined προσέγγιση για 4 φορτία = 3.5h Το

Διαβάστε περισσότερα

Επεξεργαστής Υλοποίηση ενός κύκλου μηχανής

Επεξεργαστής Υλοποίηση ενός κύκλου μηχανής ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 9 Επεξεργαστής Υλοποίηση ενός κύκλου μηχανής Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 Ti είναι Αρχιτεκτονική και τι Μικροαρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής Κεφάλαιο 4 ο Ο Προσωπικός Υπολογιστής Μάθημα 4.3 Ο Επεξεργαστής - Εισαγωγή - Συχνότητα λειτουργίας - Εύρος διαδρόμου δεδομένων - Εύρος διαδρόμου διευθύνσεων - Εύρος καταχωρητών Όταν ολοκληρώσεις το μάθημα

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Εργαστήριο 10: Επίδοση Επεξεργαστών, CPI. Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Εργαστήριο 10: Επίδοση Επεξεργαστών, CPI. Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Οργάνωση Υπολογιστών Εργαστήριο 10: Επίδοση Επεξεργαστών, CPI Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών (Ι)

Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2014-15 Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) (η κεντρική μονάδα επεξεργασίας) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Back- end: χρονοπρογραμματισμός, εντολές προσπέλασης μνήμης

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Back- end: χρονοπρογραμματισμός, εντολές προσπέλασης μνήμης Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Back- end: χρονοπρογραμματισμός, εντολές προσπέλασης μνήμης Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Execu9on scheduling wake- up and select specula9ve wake- up Εκτέλεση εντολών

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Η/Υ. Ο Επεξεργαστής TRN. Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Μακεδονίας Α. Χατζηγεωργίου-Η. Σακελλαρίου

Οργάνωση Η/Υ. Ο Επεξεργαστής TRN. Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Μακεδονίας Α. Χατζηγεωργίου-Η. Σακελλαρίου Οργάνωση Η/Υ Ο Επεξεργαστής TRN Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Μακεδονίας Α. Χατζηγεωργίου-Η. Σακελλαρίου ΚMΕ Κυριότεροι Καταχωρητές της ΚΜΕ του υπολογιστή TRN IR (20 bits) X (20 bits) I

Διαβάστε περισσότερα

Σελίδα 1 από 12. Απαντήσεις στο φυλλάδιο 55. Ερώτηση 1 η : Ένα υπολογιστικό σύστηµα αποτελείται από:

Σελίδα 1 από 12. Απαντήσεις στο φυλλάδιο 55. Ερώτηση 1 η : Ένα υπολογιστικό σύστηµα αποτελείται από: Σελίδα 1 από 12 Απαντήσεις στο φυλλάδιο 55 Ερώτηση 1 η : Ένα υπολογιστικό σύστηµα αποτελείται από: (α) Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας. (β) Κύρια Μνήµη. (γ) Μονάδες εισόδου. (δ) Μονάδες εξόδου. (ε) Βοηθητική

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4: Pipelining 75

Κεφάλαιο 4: Pipelining 75 Κεφάλαιο 4: Pipelining 75 4. Pipelining Το pipelining (στα ελληνικά ορισμένες φορές καλείται σωλήνωση αλλά θα αποφύγουμε τη χρήση αυτού του όρου εδώ) είναι η λειτουργία κατά την οποία η εκτέλεση μιας διαδικασίας

Διαβάστε περισσότερα

Κάθε functional unit χρησιμοποιείται μια φορά σε κάθε κύκλο: ανάγκη για πολλαπλό hardware = κόστος υλοποίησης!

Κάθε functional unit χρησιμοποιείται μια φορά σε κάθε κύκλο: ανάγκη για πολλαπλό hardware = κόστος υλοποίησης! Single-cyle υλοποίηση: Διάρκεια κύκλου ίση με τη μεγαλύτερη εντολή-worst case delay (εδώ η lw) = χαμηλή απόδοση! Αντιβαίνει με αρχή: Κάνε την πιο απλή περίπτωση γρήγορη (ίσως και εις βάρος των πιο «σύνθετων»

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής)

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής) ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής) Σύγχρονα Υπολογιστικά Συστήματα τους υπερυπολογιστές (supercomputers) που χρησιμοποιούν ερευνητικά εργαστήρια τα μεγάλα συστήματα (mainframes)

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Πληροφορικής

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Πληροφορικής 29 Δεκεμβρίου 2016 Δεύτερη Σειρά Ασκήσεων παράδοση: τέλος εξεταστικής Ιανουαρίου ή Σεπτεμβρίου Άσκηση 1 Θεωρήστε τη ΜΕΔ MIPS μερικά επικαλυπτόμενων εντολών που

Διαβάστε περισσότερα

*Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους.

*Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους. Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους. *Τα φυσικά μέρη που μπορούμε να δούμε και να αγγίξουμε ονομάζονται συνολικά υλικό (hardware). * * υπερυπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων Οργάνωση Η/Υ 14 Μαΐου 2013 Τρίτη Σειρά Ασκήσεων παράδοση 3 ασκήσεων: 30 Μαΐου, των υπολοίπων: 27 Ιουνίου Άσκηση 1 Θεωρήστε τη ΜΕ µερικά

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Τμήματα ΚΜΕ (CPU) Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (Ι)

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Τμήματα ΚΜΕ (CPU) Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2015-16 Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) (η κεντρική μονάδα επεξεργασίας) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών

Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση Υπολογιστών Επιμέλεια: Γεώργιος Θεοδωρίδης, Επίκουρος Καθηγητής Ανδρέας Εμερετλής, Υποψήφιος Διδάκτορας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών 1 Άδειες Χρήσης Το παρόν υλικό

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΣΤΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ 9 Ο ΜΑΘΗΜΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΑΠΟΣΤΟΛΙΑ ΠΑΓΓΕ Περιεχόμενα 2 Η λειτουργία του υπολογιστή Κατηγορίες Εντολών Μορφή Εντολών

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ. ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ. ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ ΧΕΙΜΩΝΑΣ 2009 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ 1 Γενική οργάνωση του υπολογιστή Ο καταχωρητής δεδομένων της μνήμης (memory data register

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Αριθμός bit δίαυλου δεδομένων (Data Bus) Αριθμός bit δίαυλου διευθύνσεων (Address Bus) Μέγιστη συχνότητα λειτουργίας (Clock Frequency) Τύποι εντολών Αριθμητική

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 11-12 : Δομή και Λειτουργία της CPU Ευάγγελος Καρβούνης Παρασκευή, 22/01/2016 2 Οργάνωση της CPU Η CPU πρέπει:

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4. Ο επεξεργαστής

Κεφάλαιο 4. Ο επεξεργαστής Κεφάλαιο 4 Ο επεξεργαστής Εισαγωγή Παράγοντες απόδοσης της CPU Πλήθος εντολών Καθορίζεται από την αρχιτεκτονική συνόλου εντολών και το μεταγλωττιστή CPI και Χρόνος κύκλου Καθορίζεται από το υλικό της CPU

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΛΑΜΙΑΣ. A. Μετατροπή αριθμών 1. Μετατροπή αριθμών από δεκαδικό σε δυαδικό σύστημα αρίθμησης

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΛΑΜΙΑΣ. A. Μετατροπή αριθμών 1. Μετατροπή αριθμών από δεκαδικό σε δυαδικό σύστημα αρίθμησης ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΛΑΜΙΑΣ Τμήμα Πληροφορικής και Τεχνολογίας Υπολογιστών Μάθημα: Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εργασία: 1 A. Μετατροπή αριθμών 1. Μετατροπή αριθμών από δεκαδικό σε δυαδικό σύστημα

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών Ενότητα 3: Χειρισμός δεδομένων, 2ΔΩ Τμήμα: Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης Διδάσκων: Θεόδωρος Τσιλιγκιρίδης Μαθησιακοί Στόχοι Η Ενότητα 3 διαπραγματεύεται θέματα

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann εισόδου μεταφορά δεδομένων από έξω προς τον Η/Υ εξόδου μεταφορά δεδομένων από τον Η/Υ προς τα έξω ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Κύκλος Μηχανής κεντρικός έλεγχος/πράξεις

Διαβάστε περισσότερα

Single Cycle Datapath. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: Νεκ. Κοζύρης

Single Cycle Datapath. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: Νεκ. Κοζύρης Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: 2014-2015 Νεκ. Κοζύρης nkoziris@cslab.ece.ntua.gr Single Cycle Datapath http://www.cslab.ece.ntua.gr/courses/comparch/ Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 1.3.1 Δομή

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ

Διαβάστε περισσότερα

3. Πρόσθεση Πολλαπλασιασμός 4. Πρόσθεση στο πρότυπο ΙΕΕΕ Πολλαπλασιασμός στο πρότυπο ΙΕΕΕ

3. Πρόσθεση Πολλαπλασιασμός 4. Πρόσθεση στο πρότυπο ΙΕΕΕ Πολλαπλασιασμός στο πρότυπο ΙΕΕΕ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ MHXANIKOI Η/Υ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΙΠΕ Ο ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΛΟΓΙΚΗΣ - ΙΙ Γ. Τσιατούχας 3 ο Κεφάλαιο 1. Γενική δομή CPU ιάρθρωση 2. Αριθμητική και λογική μονάδα 3. Πρόσθεση Πολλαπλασιασμός

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Κεφάλαιο 3

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Κεφάλαιο 3 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Κεφάλαιο 3 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Μονάδα επεξεργασίας δεδομένων Μονάδα ελέγχου Μονάδα επεξεργασίας δεδομένων Δομή Αριθμητικής Λογικής Μονάδας

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 Μάθημα : Μικροϋπολογιστές Τεχνολογία Τ.Σ. Ι, Θεωρητικής κατεύθυνσης Ημερομηνία

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών

Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (Instruction Set Architectures - ISA) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Ο

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008 Τεχνολογία Ι Θεωρητικής Κατεύθυνσης Τεχνικών Σχολών Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρμογές μικροελεγκτών

Εφαρμογές μικροελεγκτών Μικροελεγκτές Έναν ορισμό που θα μπορούσαμε να δώσουμε για τους μικροελεγκτές είναι ο εξής: Μικροελεγκτής είναι ένα προγραμματιζόμενο ολοκληρωμένο κύκλωμα το οποίο διαθέτει επεξεργαστή, μνήμη, διάφορα

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Δρ. Χριστόφορος Χριστοφόρου Πανεπιστήμιο Κύπρου - Τμήμα Πληροφορικής Υλικό (Hardware)/Δομή του υπολογιστή Υπολογιστικά συστήματα: Στρώματα 1 Επικοινωνία

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Κεφάλαιο 4: Αρχιτεκτονική των Embedded Μικροεπεξεργαστών Διδάσκων: Καθηγητής Οδυσσέας Κουφοπαύλου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παρουσιάζεται

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή Θα δούµε την οργάνωση ενός υπολογιστή Στον επόµενο µάθηµα θα δούµε πως συνδέονται πολλοί Η/Υ για να σχηµατίσουν

Διαβάστε περισσότερα

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή Μνήμη Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή ηλεκτρονική συσκευή, σε προσωρινή ή μόνιμη βάση. Τα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 3 : Μια άποψη του κορυφαίου επιπέδου λειτουργίας και διασύνδεσης του υπολογιστή Καρβούνης Ευάγγελος Η έννοια

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ Άσκηση 1 Ένας επεξεργαστής (ΚΜΕ) υποστηρίζει 371 εντολές. Πόσα bit θα πρέπει να είναι ο καταχωρητής εντολής (ελάχιστη τιμή); (α) 4 bit (β) 16 bit (γ) 1 bit (δ)

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Αρχιτεκτονική σύγχρονων πυρήνων επεξεργαστών

Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Αρχιτεκτονική σύγχρονων πυρήνων επεξεργαστών Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Αρχιτεκτονική σύγχρονων πυρήνων επεξεργαστών Αρης Ευθυμίου Διαδικαστικά Ιστοσελίδα μαθήματος: h:p://www.cs.uoi.gr/~plmy07/ Διαφάνειες μαθημάτων, κτλ 2 Γρήγορη εκτέλεση σειριακού

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 3 Εντολές του MIPS (2)

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 3 Εντολές του MIPS (2) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 3 Εντολές του MIPS (2) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Y Παράδειγμα (συνέχεια από προηγ. διάλεξη) $s3 = &A[0] = 0x0001080 &A[8]

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Προσκόμιση (fetch) πολλαπλές εντολές ανά κύκλο Μετονομασία καταχωρητών

Διαβάστε περισσότερα

Ας ξεκινήσουμε. Macro-instructions. (Assembly level) Micro-instructions Main memory. (micro-code)

Ας ξεκινήσουμε. Macro-instructions. (Assembly level) Micro-instructions Main memory. (micro-code) Ας ξεκινήσουμε Τι χρειαζόμαστε για να υλοποιήσουμε έναν επεξεργαστή? Macro-instructions ALU (Assembly level) Register File Micro-instructions Main memory (micro-code) Control signals and microcode (control

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Διοχέτευση Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Υπόβαθρο: Διοχέτευση (Pipelining) Βασική οργάνωση Δομικοί κίνδυνοι Κίνδυνοι δεδομένων (hazards): RAW, WAR, WAW Stall

Διαβάστε περισσότερα

Τέτοιες λειτουργίες γίνονται διαμέσου του

Τέτοιες λειτουργίες γίνονται διαμέσου του Για κάθε εντολή υπάρχουν δυο βήματα που πρέπει να γίνουν: Προσκόμιση της εντολής (fetch) από τη θέση που δείχνει ο PC Ανάγνωση των περιεχομένων ενός ή δύο καταχωρητών Τέτοιες λειτουργίες γίνονται διαμέσου

Διαβάστε περισσότερα

5.1 Εισαγωγή. Μια προεπισκόπηση της υλοποίησης

5.1 Εισαγωγή. Μια προεπισκόπηση της υλοποίησης 1 5.1 Εισαγωγή Η απόδοση µιας αρχιτεκτονικής καθορίζεται µε βάση τρεις παράγοντες: τον αριθµό εκτελού- µενων εντολών, το χρόνο κύκλου µηχανής, και τον αριθµό κύκλων ανά εντολή (CPI). Ο µεταγλωττιστής και

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 13. Διακλαδώσεις. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 13. Διακλαδώσεις. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 13 Διακλαδώσεις Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Η μέχρι τώρα μικρο-αρχιτεκτονική (Eντολές Διακλάδωσης) Η μικρο-αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.2 Γλώσσα Μηχανής 2.3 Εκτέλεση προγράµµατος 2.4 Αριθµητικές και λογικές εντολές 2.5 Επικοινωνία µε άλλες συσκευές

Διαβάστε περισσότερα

; Τι περιέχεται στη συσκευασία ενός μικροεπεξεργαστή σήμερα;

; Τι περιέχεται στη συσκευασία ενός μικροεπεξεργαστή σήμερα; Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (Instruction Set Architectures - ISA) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Τι

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ & ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ & ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ & ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Μέρος 4ο ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΣΤΕΡΓΙΟΥΛΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 1 ΟΙ ΤΕΛΕΣΤΕΣ ΣΥΓΚΡΙΣΗΣ Με τους τελεστές σύγκρισης, συγκρίνουμε τις

Διαβάστε περισσότερα

ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ)

ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ) ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ) Συσκευές αποθήκευσης Ένας υπολογιστής προκειµένου να αποθηκεύσει δεδοµένα χρησιµοποιεί δύο τρόπους αποθήκευσης: Την Κύρια Μνήµη Τις συσκευές µόνιµης αποθήκευσης (δευτερεύουσα

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών 1 Οργάνωση υπολογιστών ΚΜΕ Κύρια Μνήμη Υποσύστημα εισόδου/εξόδου 2 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) R1 R2 ΑΛΜ

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Συνέπεια και συνοχή μνήμης

Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Συνέπεια και συνοχή μνήμης Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Συνέπεια και συνοχή μνήμης Αρης Ευθυμίου Λειτουργία μνήμης Η μνήμη είναι ένας πίνακας αποθήκευσης Οταν διαβάζουμε μια θέση, περιμένουμε να πάρουμε την τελευταία τιμή που έχει

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7ο ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος - Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ονομάζουμε

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών H/Y Department of Electrical and Computer Engineering. Εργαστήριο 1. Χειμερινό Εξάμηνο

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών H/Y Department of Electrical and Computer Engineering. Εργαστήριο 1. Χειμερινό Εξάμηνο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών H/Y Department of Electrical and Computer Engineering Οργάνωση και Σχεδίαση Η/Y (HY232) Εργαστήριο 1 Χειμερινό Εξάμηνο 2016-2017 Στόχοι του εργαστηρίου Εντολές

Διαβάστε περισσότερα

Παράδειγμα 2. Λύση & Επεξηγήσεις. Τέλος_επανάληψης Εμφάνισε "Ναι" Τέλος Α2

Παράδειγμα 2. Λύση & Επεξηγήσεις. Τέλος_επανάληψης Εμφάνισε Ναι Τέλος Α2 Διδακτική πρόταση ΕΝΟΤΗΤΑ 2η, Θέματα Θεωρητικής Επιστήμης των Υπολογιστών Κεφάλαιο 2.2. Παράγραφος 2.2.7.4 Εντολές Όσο επανάλαβε και Μέχρις_ότου Η διαπραγμάτευση των εντολών επανάληψης είναι σημαντικό

Διαβάστε περισσότερα